Physique chimie,SVT, Brevet Centres étrangers 2019

Physique chimie, SVT, Brevet Centres étrangers 2019

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Le savon de Marseille.
Fabriqué à partir d’un corps gras (beurre, huile, suif…) et de soude, le savon possède des propriétés propices au lavage et à l’hygiène corporelle.
1. La fabrication du savon de Marseille (10 points)
1.1. La réaction entre l’huile d’olive et la soude est une étape de la fabrication du savon de Marseille. L’équation de la réaction chimique est :
C₅₇H₁₀₄O₆ + 3 HO^- ---> 3 C₁₈H₃₃O₂^- + C₃H₈O₃.
1.1.1. Indiquer la nature des entités chimiques de formules C₁₈H₃₃O₂^- et C₃H₈O₃ en choisissant parmi les termes : atome, molécule, ion.
C₁₈H₃₃O₂^- est un ion ; C₃H₈O₃ est une molécule.
1.1.2. Donner le nom et le nombre de chaque atome présent dans la formule chimique C₅₇H₁₀₄O₆ du constituant majoritaire de l’huile d’olive.
57 atomes de carbone ; 104 atomes d'hydrogène et 6 atomes d'oxygène.
1.2. Le document 1 présente l’étiquette d’une bouteille de solution d’hydroxyde de sodium.

1.2.1. La solution d’hydroxyde de sodium est très basique. Parmi les propositions A, B et C, indiquer celle correspondant à la valeur de son pH.
A : pH > 7 ; B : pH = 7 ; C : pH < 7.
1.2.2. Nommer l’ion responsable du caractère basique de la solution d’hydroxyde de sodium.
Ion hydroxyde HO^-.
1.2.3. Citer deux moyens de protection à recommander pour utiliser la solution l’hydroxyde de sodium en toute sécurité.
Port de blouse, gants et lunettes.

2. L’huile d’olive et son extraction (8 points)
2.1. Le broyage des olives
Les olives sont placées dans une meule pour être écrasées par une pierre. Autrefois, un âne entraînait la pierre, comme représenté ci-dessous. Le mouvement de l’âne était alors circulaire et uniforme.

Donner la signification des termes circulaire et uniforme.
La trajectoire de l'âne est un cercle.
La vitesse de l'âne est constante.
2.2. Extraction du jus
Après avoir broyé puis pressé les olives, un jus composé d’huile d’olive et d’eau est récupéré.
L’huile d’olive est non miscible avec l’eau et sa masse volumique est plus petite que celle de l’eau.
Schématiser le mélange eau - huile d’olive, après repos, dans un récipient. Légender le schéma.
Le liquide le plus dense occupe la partie inférieure.

2.3. Modernisation de la meule
Le graphique ci-dessous indique le nombre de tours effectués par l’âne en fonction du temps.

Aujourd’hui, l’âne a été remplacé par un moteur dont la vitesse de rotation est de 6 tr/min (6 tours par minute).
Montrer que l’utilisation du moteur à la place de l’âne permet d’écraser les olives plus rapidement en explicitant le raisonnement suivi.
L'âne effectue seulement 4 tours par minute. La meule tourne plus vite en utilisant un moteur.

3. Un label à conserver (7 points)
Pour obtenir le label « savon de Marseille », l’unique corps gras autorisé est l’huile d’olive.
Au port de Marseille, de nombreuses huiles différentes arrivent quotidiennement par bateau.
Un industriel possède une savonnerie qui produit exclusivement du savon de Marseille. Il demande à un stagiaire, de réaliser une expérience permettant de vérifier que l’huile reçue est effectivement de l’huile d’olive.
Voici l’expérience réalisée par le stagiaire :

A partir de l’expérience ci-dessus et en s’appuyant sur le document 3, indiquer si le stagiaire pourra conclure sur la nature de l’huile testée. Un raisonnement et des calculs sont attendus.
Masse de 12,5 mL d'huile testée : 26,7 -15,3 = 11,4 g.
Masse volumique de cette huile : 11,4 / 12,5 =0,912 g / cm³ ( 0,912 g / mL).

L'huile testée peut être de l'huile d'olive ou de l'huile de colza.

SVT. Le défi des biocarburants.
Observation microscopique de l’algue Haematococcus pluvialis au microscope.

1. Identifier la substance qui est exploitée par l’être humain pour fabriquer des biocarburants à partir d’Haematococcus pluvialis. (4 points)
L'ensemble de l'algue, exceptés la paroi et la membrane cytoplasmique produit de l'huile.
L'huile est ensuite utiisée pour fabriquer des biocarburants.
2. Comparer la productivité des différentes cultures, en vous appuyant sur des valeurs chiffrées. (8 points)

Chaque jour, 1 m² de culture d'algues produit 40 / 2,5 ~16 fois plus d'huile que la même surface de colza ou de tournesol.
La productivité des microalgues est 16 fois plus grande que celle du colza ou du tournesol.

Au cours des dernières années, on a successivement obtenu plusieurs générations de biocarburants, en utilisant de la matière d’origine variée.
3. Expliquer l’intérêt de la dernière génération de biocarburants. Justifier avec des valeurs chiffrées. (13 points).
La première génération utilise des graines de blé, mais, colza, tournesol ; 72 % de la surface agricole est nécessaire à la production de 10 % des besoins en carburant. La surface agricole disponible est insuffisante.

La dernière génération utilise des algues toute entières. Seulement 4,2 % de la surface agricole est nécessaire à la production de 10 % des besoins en carburant. La surface agricole disponible reste insuffisante, mais la production de biocarburants est réaliste, ne concurençant pas trop les cultures de blé, maïs ou tournesol.